CN111348521B - 一种电梯运行控制方法及*** - Google Patents

一种电梯运行控制方法及*** Download PDF

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CN111348521B CN202010177687.1A CN202010177687A CN111348521B CN 111348521 B CN111348521 B CN 111348521B CN 202010177687 A CN202010177687 A CN 202010177687A CN 111348521 B CN111348521 B CN 111348521B
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Abstract

本发明公开了一种电梯运行控制方法及***，属于电梯技术领域，方法包括：步骤S1，获取电梯本体的运行速度；步骤S2，获取电梯本体的固有频率；步骤S3,根据运行速度和固有频率处理得到最佳距离值；步骤S4，根据最佳距离值调整每个导向组件中导向部之间的距离；***包括：第一获取模块、第二获取模块、处理模块、控制模块；有益效果是：通过实时检测电梯本体当前的运行速度和固有频率来动态调整滚轮导靴的各滚轮之间的距离，进而大幅度减弱甚至消除导轨缺陷对不同运动状态下的电梯本体所引起的水平方向上的振动。

Description

一种电梯运行控制方法及***
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯运行控制方法及***。
背景技术
电梯在沿竖直方向运动时，通常需要相应的导向装置来确保用户乘坐的舒适性，导向装置中的导轨通常是拼接而成，各段导轨的接头处会不可避免的出现台阶超差，且由于导轨的工作面也经常会存在局部缺陷、局部扭曲和间距超差等问题，这都将进一步加剧电梯轿厢在水平方向上的振动。而随着近年来建筑物楼层的不断增多，与之配套的电梯的运行距离和运行速度都在随之提升，导轨问题对于电梯轿厢振动的影响也越来越大。
电梯在运行的过程中通常分为加速运动、匀速运动、减速运动三个阶段，对匀速运动阶段速度越高的电梯，其加速运动阶段和减速运动阶段持续的时间也就越长，运行的距离也越远。导轨的不平度对电梯本体产生振动的大小与电梯本体当前的运行速度和当前的固有频率有关，运行速度与电梯本体当前所处的运动阶段有关，固有频率则会受到各个主要零部件的质量分布、隔振件弹性刚度的影响，其中部分参数会实时变化，比如轿内载荷会随着乘客进出轿厢而改变，轿厢侧的补偿钢丝绳、随行电缆重量会随着电梯提升高度的变化而有所不同。在经过同样的导轨不平度电梯处于不同的运行速度和/或不同的固有频率时，产生的振动也会不同，能够在电梯匀速阶段减少电梯水平方向振动的导向组件，可能在电梯加减速阶段并不能达到同样的减振效果，能够在电梯满载时减少电梯水平方向振动的导向组件，可能在电梯空载时并不能达到同样的减振效果。
发明内容
根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种电梯运行控制方法及***，通过检测获取电梯本体当前的运行速度和固有频率来动态调整电梯导向组件中的各导向部之间的距离，进而大幅度减弱甚至消除导轨缺陷对不同运动状态下的电梯本体所引起的水平方向上的振动。
上述技术方案具体包括：
一种电梯运行控制方法，应用于电梯，其中，所述电梯中设置有多个导向组件，每个所述导向组件中包括复数个导向部，所述控制方法包括：
步骤S1，获取电梯本体的运行速度；
步骤S2，获取所述电梯本体的固有频率；
步骤S3,根据所述运行速度和所述固有频率处理得到最佳距离值；
步骤S4，根据所述最佳距离值调整每个所述导向组件中，所述导向部之间的距离。
优选地，其中，每个所述导向组件中包括两个所述导向部，则所述步骤S3中，根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure BDA0002411362700000021
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
优选地，其中，每个所述导向组件中包括三个所述导向部，则所述步骤S3中，根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure BDA0002411362700000031
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
优选地，其中，所述步骤S2进一步包括：
步骤S200，获取所述电梯本体内的载荷；
步骤S201，获取所述电梯本体中随所述电梯本体所处位置变化的变化参数；
步骤S202，根据所述载荷、所述变化参数和所述电梯本体中固定不变的固定参数处理得到所述电梯本体的所述固有频率。
优选地，其中，所述步骤S2进一步包括：
步骤S210，向所述电梯本体提供一覆盖预定频率范围的振动激励力；
步骤S211，检测所述电梯本体于所述振动激励力下产生的激励振动；
步骤S212，根据所述振动激励力和所述激励振动处理得到所述电梯本体振动输入-输出的传递函数，并将所述传递函数的峰值频率输出为所述固有频率；或
将所述激励振动的峰值频率输出为所述固有频率。
一种电梯运行控制***，应用于电梯，其中，所述电梯中设置有多个导向组件，每个所述导向组件中包括复数个导向部，所述控制***包括：
第一获取模块，用于获取电梯本体的运行速度；
第二获取模块，用于获取所述电梯本体的固有频率；
处理模块，连接所述第一获取模块和所述第二获取模块，用于根据所述运行速度和所述固有频率处理得到最佳距离值；
控制模块，连接所述处理模块和所述导向组件，用于根据所述最佳距离值调整每个所述导向组件中，所述导向部之间的距离。
优选地，其中，每个所述导向组件中包括两个所述导向部，则所述处理模块根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure BDA0002411362700000041
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
优选地，其中，每个所述导向组件中包括三个所述导向部，则所述处理模块根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure BDA0002411362700000042
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
优选地，其中，所述第二获取模块进一步包括：
载荷获取单元，用于获取所述电梯本体内的载荷；
参数获取单元，获取所述电梯本体中随所述电梯本体所处位置变化的变化参数；
存储单元，用于存储所述电梯本体中固定不变的固定参数；
第一处理单元，连接所述载荷获取单元、所述参数获取单元和所述存储单元，用于根据所述载荷、所述变化参数和所述固定参数处理得到所述电梯本体的所述固有频率。
优选地，其中，所述第二获取模块进一步包括：
激振单元，连接所述电梯本体，用于向所述电梯本体提供一覆盖预定频率范围的振动激励力；
检测单元，连接所述电梯本体，用于检测所述电梯本体于所述振动激励力下产生的激励振动；
第二处理单元，连接所述激振单元和所述检测单元，用于根据所述振动激励力和所述激励振动处理得到所述电梯本体振动输入-输出的传递函数，并将所述传递函数的峰值频率输出为所述固有频率；或
将所述激励振动的峰值频率输出为所述固有频率。
上述技术方案的有益效果在于：
提供一种电梯运行控制方法及***，通过检测获取电梯本体当前的运行速度和固有频率来动态调整电梯导向组件中的各导向部之间的距离，进而大幅度减弱甚至消除导轨缺陷对不同运动状态下的电梯本体所引起的水平方向上的振动。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例中，一种电梯运行控制方法的流程示意图；
图2是本发明的较佳实施例中，步骤S2的分步骤流程示意图；
图3是本发明的另一个较佳实施例中，步骤S2的分步骤流程示意图；
图4是本发明的较佳实施例中，一种电梯运行控制***的结构示意图；
图5是本发明的较佳实施例中，第二获取模块的的结构示意图；
图6是本发明的另一个较佳实施例中，第二获取模块的的结构示意图；
图7是两个导向部的实施例中，导向组件与电梯配合的结构简图；
图8是三个导向部的实施例中，导向组件与电梯配合的结构简图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例一
本实施例中提供一种电梯运行控制方法，应用于电梯，电梯中设置有多个导向组件，在该实施方式中，导向组件单侧运动部件具有两个导向部，导向部为滚轮。导轨1的工作面与滚轮接触。如图7所示两个滚轮的间距记为L(t)可以通过控制导向组件上相应的运动机构对两个滚轮101和102之间的间距进行相应调整。当导轨工作面不平整时，上下两个滚轮将依次通过不平整处，每个滚轮先后克服弹簧件的弹性力而沿水平方向受迫运动，在此过程中弹簧件的弹性力作用于电梯本体，使其发生振动。对于导轨工作面的一处不平整，一对滚轮先后受迫运动，电梯本体将受到两次冲击。通过调整两次冲击的时间间隔，可以减少甚至消除电梯本体的振幅。
如图7所示，假设导轨接头存在高度为ΔX的台阶，上滚轮101和下滚轮102将先后经过台阶，根据上述信息可以求得电梯本体沿水平方向的位移响应X1(t)，结果见式1。其中，ωn(t)为电梯本体沿水平方向自由振动的固有频率，Δt为两个滚轮通过台阶的时间差。假设电梯运行速度为v(t)，那么Δt＝L(t)/v(t)。可见，X1(t)的振幅为
Figure BDA0002411362700000071
当满足式2时，X1(t)的振幅始终为0，这意味着可以完全消除导轨接头台阶所引起的轿厢侧水平振动。
Figure BDA0002411362700000072
Figure BDA0002411362700000073
如图7所示，另一种情况，当导轨表面存在高度为ΔY的凸起物时(该种凸起物通常是由同一段导轨中存在的缺陷引起)上下两个滚轮先后经过凸起物，根据上述信息可以求得轿厢侧沿水平方向的位移响应Y(t)，结果见式3。其中，Δτ为单个滚轮经过凸起物所需时间，相当于矩形脉冲激励的持续时间。可见，Y1(t)的振幅为
Figure BDA0002411362700000074
同样地，当满足式2时，Y1(t)的振幅始终为0，这意味着可以完全消除导轨表面凸起物所引起的轿厢侧水平振动。导轨表面存在下凹缺陷时的情况与存在凸起物时类似，在此不再赘述。
Figure BDA0002411362700000075
根据上述分析，在电梯的每一次加速、匀速、减速的运行全程，如果第一导向部和第二导向部的间距L(t)与电梯运行速度v(t)始终接近甚至完全满足式2所示的关系，那么由导轨不平所引起的轿厢侧水平方向的振动将大幅减弱甚至消除。可以根据ωn(t)、v(t)等参数计算得到对应的理想L(t)数值L′(t)，即最佳距离值，并通过控制导向组件中相应的运动机构来动态调整各个导向部之间的间距，从而最大限度地降低电梯在水平方向的振动。
进一步地，当电梯本体沿前后方向和沿左右方向的自由振动频率不同时，即式1中的ωn与振动方向有关，那么与导轨的三个工作面进行配合的导向组件需要进行差异化的设计。具体地，假设电梯本体沿X方向的自由振动频率为ωnx，沿Y方向的自由振动频率为ωny，导轨第一工作面和第二工作面所对应的滚动导靴的上下滚轮间距为Lx(t)，导轨第三工作面所对应的滚动导靴的上下滚轮间距为Ly(t)。那么令Lx(t)满足式4，令Ly(t)满足式5，这样就能同时降低由导轨不平引起的电梯沿X向、Y向的振动。
Figure BDA0002411362700000081
Figure BDA0002411362700000082
在本实施例中，首先获取电梯本体的运行速度，该运行速度可以是电梯本体的实时运行速度，获取方式可以通过安装于电梯中的测速装置测量获得，也可以通过采集电梯本体的加速度和绝对高度等信息间接计算得到。其次，获取电梯本体的固有频率。固有频率的获取方法有两种，方法一包括：步骤S200，获取电梯本体内的载荷；步骤S201，获取电梯本体中随电梯本体所处位置变化的变化参数；步骤S202，根据载荷、变化参数和电梯本体中固定不变的固定参数处理得到电梯本体的固有频率。其中，电梯本体载荷可以通过设置在电梯本体底部的称重装置获得，通过测距装置来获得电梯本体在井道中的当前位置信息，以便得到随位置变化的由电梯本体侧承载的补偿绳、随行电缆等零部件的质量参数。固定参数为电梯中各个主要部件不随时间变化的质量、弹性刚度等信息。根据载荷、变化参数和固定参数处理得到电梯本体的固有频率ωn(t)，该固有频率ωn(t)在电梯每次关门后进行更新，也可以在电梯运行全程进行实时更新。方法二包括：步骤S210，向电梯本体提供一覆盖预定频率范围的振动激励力；步骤S211，检测电梯本体于振动激励力下产生的激励振动；步骤S212，根据振动激励力和激励振动处理得到电梯本体振动输入-输出的传递函数，并将传递函数的峰值频率输出为固有频率；或将激励振动的峰值频率输出为固有频率。其中，在方法二中，用振动传感器、激振器代替了称量装置。激振器可以输出覆盖一定频率范围的振动激励力，用于激励电梯本体侧振动。振动传感器用于测量轿厢侧振动。通过振动输入-输出的传递函数峰值频率或是振动响应的峰值频率确定电梯轿厢侧自由振动的固有频率ωn(t)。第三步，根据运行速度和固有频率，利用式2处理得到最佳距离值L′(t)；最后，根据最佳距离值调整每个导向组件中导向部之间的距离，来控制导向部之间随时保持在最佳距离值上，从而减少甚至消除电梯在水平方向上的振动。
实施例二
如图8所示，在本实施例中，导向装置单侧运动部件具有三个导向部，即三个滚轮。导轨的工作面与滚轮301接触。顶部滚轮通过滚轮轴302与一级连杆303连接，中部滚轮、底部滚轮通过滚轮轴302与二级连杆303’连接，二级连杆303’通过位于其中心的二级连杆轴304’与一级连杆303连接。一级连杆303通过一级连杆轴304与推杆305连接。连杆轴304至顶部滚轮的滚轮轴302的距离是连杆轴304至二级连杆轴304’的距离的两倍，从而保证三个滚轮301所受导轨工作面的法向作用力相等。顶部滚轮轴与中部滚轮轴的距离、中部滚轮轴与底部滚轮轴的距离均为L(t)，且可以根据控制信号进行相应调整。推杆305通过弹簧306与电梯本体连接。
当导轨工作面不平整，三个滚轮301将依次通过不平整处，每个滚轮301先后克服弹簧306的弹性力而沿水平方向受迫运动。顶部滚轮水平运动时会带动一级连杆303绕着二级连杆轴304’进行摆动；中部和底部滚轮水平运动时会带动二级连杆303’绕着连杆另一端的滚轮轴进行摆动，并因此带着一级连杆303绕着顶部滚轮轴进行摆动；每一种情况都将迫使推杆305沿水平方向运动。在此过程中弹簧306的弹性力作用于电梯本体，使其发生振动。对于导轨1工作面的一处不平整，三个滚轮301先后受迫运动，电梯本体将受到三次冲击。通过调整三次冲击的时间间隔，可以减少甚至消除电梯本体侧的振幅。
假设导轨接头存在高度为ΔX的台阶，三个滚轮301将先后经过台阶，根据上述信息可以求得电梯本体沿水平方向的位移响应X2(t)，结果见式6。其中，ωn(t)为电梯本体沿水平方向自由振动的固有频率，Δt为相邻滚轮通过台阶的时间差。假设电梯运行速度为v(t)，那么Δt＝L(t)/v(t)。可见，当满足式7时，X2(t)的振幅始终为0，可以完全消除导轨接头台阶所引起的电梯本体侧水平振动。
Figure BDA0002411362700000101
Figure BDA0002411362700000102
当导轨表面存在高度为ΔY的凸起物时，三个滚轮301先后经过凸起物，根据上述信息可以求得电梯本体沿水平方向的位移响应Y2(t)，结果见式8。其中，Δτ为单个滚轮经过凸起物所需的时间，相当于矩形脉冲激励的持续时间。可见，当满足式7时，Y2(t)的振幅始终为0，这意味着可以完全消除导轨表面凸起物所引起的电梯本体的水平振动。导轨表面存在下凹缺陷时的情况与存在凸起物时类似，在此不再赘述。
Figure BDA0002411362700000103
由于本实施例的工作原理与实施例一相似，所以本实施例的电梯运行控制方法同样能够实现大幅降低电梯本体侧振动的作用。
实施例三
本实施例公开了一种电梯运行控制***，应用于电梯，其中电梯中设置有多个导向组件，每个导向组件中包括复数个导向部，控制***包括：第一获取模块1，用于获取电梯本体的运行速度；第二获取模块2，用于获取电梯本体的固有频率；处理模块3，连接第一获取模块1和第二获取模块2，用于根据运行速度和固有频率处理得到最佳距离值；控制模块4，连接处理模块3和导向组件，用于根据最佳距离值调整每个导向组件中，导向部之间的距离。其中处理模块3在导向部为两个时所依据的公式与在导向部为三个时所依据的公式见实施例一和实施例二，在此不再赘述。
具体的，在本实施例中，第二获取模块2进一步包括：
载荷获取单元20，用于获取电梯本体内的载荷；
参数获取单元21，获取电梯本体中随电梯本体所处位置变化的变化参数；
存储单元22，用于存储电梯本体中固定不变的固定参数，其中变化参数和固定参数参见上述实施例。
第一处理单元23，连接载荷获取单元20、参数获取单元21和存储单元22，用于根据载荷、变化参数和固定参数处理得到电梯本体的固有频率。
在本发明的另外一种较佳实施方式中，第二获取模块2还可以由以下功能单元组成：
激振单元24，连接电梯本体，用于向电梯本体提供一覆盖预定频率范围的振动激励力；
检测单元25，连接电梯本体，用于检测电梯本体于振动激励力下产生的激励振动；
第二处理单元26，连接激振单元24和检测单元25，用于根据振动激励力和激励振动处理得到电梯本体振动输入-输出的传递函数，并将传递函数的峰值频率输出为固有频率；或将激励振动的峰值频率输出为固有频率。其中，第二处理单元26在将激励振动的峰值频率输出为固有频率时，只需要与检测单元25连接便可，可以不必连接激振单元24。
上述技术方案的有益效果在于：
提供一种电梯运行控制方法及***，通过检测获取电梯本体当前的运行速度和固有频率来动态调整电梯导向组件中的各导向部之间的距离，进而大幅度减弱甚至消除导轨缺陷对不同运动状态下的电梯本体所引起的水平方向上的振动。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电梯运行控制方法，应用于电梯，其特征在于，所述电梯中设置有多个导向组件，每个所述导向组件中包括多个导向部，所述控制方法包括：
步骤S1，获取电梯本体的运行速度；
步骤S2，获取所述电梯本体的固有频率；
步骤S3,根据所述运行速度和所述固有频率处理得到最佳距离值；
步骤S4，根据所述最佳距离值调整每个所述导向组件中所述导向部之间的距离。
2.根据权利要求1所述的电梯运行控制方法，其特征在于，每个所述导向组件中包括两个所述导向部，则所述步骤S3中，根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure FDA0003861668390000011
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
3.根据权利要求1所述的电梯运行控制方法，其特征在于，每个所述导向组件中包括三个所述导向部，则所述步骤S3中，根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure FDA0003861668390000012
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
4.根据权利要求1所述的电梯运行控制方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：
步骤S200，获取所述电梯本体内的载荷；
步骤S201，获取所述电梯本体中随所述电梯本体所处位置变化的变化参数；
步骤S202，根据所述载荷、所述变化参数和所述电梯本体中固定不变的固定参数处理得到所述电梯本体的所述固有频率。
5.根据权利要求1所述的电梯运行控制方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：
步骤S210，向所述电梯本体提供一覆盖预定频率范围的振动激励力；
步骤S211，检测所述电梯本体于所述振动激励力下产生的激励振动；
步骤S212，根据所述振动激励力和所述激励振动处理得到所述电梯本体振动输入-输出的传递函数，并将所述传递函数的峰值频率输出为所述固有频率；或
将所述激励振动的峰值频率输出为所述固有频率。
6.一种电梯运行控制***，应用于电梯，其特征在于，所述电梯中设置有多个导向组件，每个所述导向组件中包括多个导向部，所述控制***包括：
第一获取模块，用于获取电梯本体的运行速度；
第二获取模块，用于获取所述电梯本体的固有频率；
处理模块，连接所述第一获取模块和所述第二获取模块，用于根据所述运行速度和所述固有频率处理得到最佳距离值；
控制模块，连接所述处理模块和所述导向组件，用于根据所述最佳距离值调整每个所述导向组件中，所述导向部之间的距离。
7.根据权利要求6所述的电梯运行控制***，其特征在于，每个所述导向组件中包括两个所述导向部，则所述处理模块根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure FDA0003861668390000031
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
8.根据权利要求6所述的电梯运行控制***，其特征在于，每个所述导向组件中包括三个所述导向部，则所述处理模块根据如下公式处理得到所述最佳距离值：
Figure FDA0003861668390000032
其中，
ωn(t)用于表示所述固有频率；
v(t)用于表示所述运行速度；
L(t)用于表示所述最佳距离值。
9.根据权利要求6所述的电梯运行控制***，其特征在于，所述第二获取模块进一步包括：
载荷获取单元，用于获取所述电梯本体内的载荷；
参数获取单元，获取所述电梯本体中随所述电梯本体所处位置变化的变化参数；
存储单元，用于存储所述电梯本体中固定不变的固定参数；
第一处理单元，连接所述载荷获取单元、所述参数获取单元和所述存储单元，用于根据所述载荷、所述变化参数和所述固定参数处理得到所述电梯本体的所述固有频率。
10.根据权利要求6所述的电梯运行控制***，其特征在于，所述第二获取模块进一步包括：
激振单元，连接所述电梯本体，用于向所述电梯本体提供一覆盖预定频率范围的振动激励力；
检测单元，连接所述电梯本体，用于检测所述电梯本体于所述振动激励力下产生的激励振动；
第二处理单元，连接所述激振单元和所述检测单元，用于根据所述振动激励力和所述激励振动处理得到所述电梯本体振动输入-输出的传递函数，并将所述传递函数的峰值频率输出为所述固有频率；或
将所述激励振动的峰值频率输出为所述固有频率。
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